Cara Memilih Inverter dan Baterai untuk PLTS Hybrid agar Kompatibel

Memilih inverter dan baterai untuk PLTS hybrid membutuhkan pemeriksaan lebih dari sekadar kapasitas daya dan harga. Dua perangkat dapat memiliki spesifikasi yang terlihat sesuai, tetapi belum tentu mendukung komunikasi, batas arus, atau mode operasi yang dibutuhkan proyek.

Sebagai contoh, baterai dengan energi nominal besar belum tentu mampu memasok daya tinggi secara berkelanjutan. Sebaliknya, inverter berdaya besar dapat membatasi pengisian atau pelepasan energi apabila kemampuan baterai lebih rendah.

Kesesuaian juga bergantung pada tujuan sistem. PLTS yang terhubung ke jaringan dengan fungsi cadangan mempunyai kebutuhan berbeda dari mikrogrid yang mengintegrasikan panel surya, baterai, dan genset. Oleh karena itu, pemilihan perangkat harus dimulai dari fungsi yang ingin dicapai.

Artikel ini mengembangkan pembahasan pemilihan komponen dalam publikasi Design and Control of PV Hybrid System in Practice, GIZ–REEP bersama Ditjen EBTKE tahun 2020. Pembahasan diarahkan pada cara menilai kesesuaian inverter dan baterai tanpa menganggap semua perangkat berlabel hybrid memiliki kemampuan sama. 2020_Design-and-Control-of-PV-H…

Tautan internal berikut menggunakan usulan slug. Sesuaikan dengan URL final dan aktifkan setelah halaman tujuan tersedia.

Mengapa Kompatibilitas Inverter dan Baterai Penting?

Inverter dan baterai bekerja melalui pertukaran daya dan, pada sistem tertentu, pertukaran informasi.

Pada sisi daya, inverter harus menerima rentang tegangan baterai dan bekerja dalam batas arus yang diizinkan. Pada sisi komunikasi, perangkat perlu memahami informasi yang dikirimkan, seperti kondisi pengisian, batas daya, suhu, dan alarm.

Ketidaksesuaian dapat menimbulkan beberapa masalah:

• Daya keluaran sistem lebih rendah daripada yang diharapkan.
• Pengisian berhenti sebelum mencapai target.
• Baterai terputus akibat batas proteksi.
• Informasi tingkat pengisian tidak terbaca dengan tepat.
• Mode cadangan atau integrasi sumber lain tidak berjalan sesuai kebutuhan.

Masalah tersebut tidak selalu berarti perangkat rusak. Penyebabnya dapat berupa ketidakcocokan konfigurasi, pengaturan, atau kemampuan perangkat.

Karena itu, kompatibilitas sebaiknya diverifikasi sebelum pembelian dan dibuktikan kembali melalui commissioning.

Tentukan Fungsi Sistem Sebelum Memilih Produk

Langkah pertama adalah menjelaskan bagaimana PLTS akan digunakan.

Mengurangi konsumsi listrik siang hari

Apabila tujuan utamanya memanfaatkan energi surya saat fasilitas beroperasi, perencanaan berfokus pada kecocokan produksi PV dengan beban.

Baterai dapat berfungsi sebagai penyimpanan tambahan, tetapi kapasitasnya tidak harus menanggung seluruh penggunaan malam hari.

Menyediakan listrik cadangan

Jika sistem harus bekerja ketika jaringan padam, inverter perlu memiliki fungsi operasi cadangan yang sesuai.

Periksa beban yang dapat disuplai, kemampuan daya pada keluaran cadangan, mekanisme pemisahan jaringan, serta karakteristik perpindahan sumber.

Beroperasi tanpa jaringan utilitas

Sistem mandiri memerlukan sumber yang membentuk acuan tegangan dan frekuensi. Fungsi tersebut harus tersedia pada perangkat yang ditetapkan dalam desain.

Selain itu, kapasitas baterai dan pembangkitan perlu dinilai terhadap kebutuhan energi ketika produksi surya rendah.

Mengintegrasikan genset

Pada sistem PV–baterai–genset, inverter dan perangkat kontrol harus sesuai dengan strategi operasi genset.

Kemampuan menerima daya genset, melakukan pengisian, memberikan perintah start-stop, atau bekerja paralel merupakan fungsi berbeda yang perlu diperiksa satu per satu.

Tidak semua proyek membutuhkan seluruh fungsi tersebut.

Kenali Peran Inverter dalam PLTS Hybrid

Istilah inverter dapat merujuk pada perangkat dengan fungsi berbeda.

Inverter PV

Inverter PV mengubah daya DC dari modul surya menjadi AC. Pada konfigurasi tertentu, perangkat mengikuti acuan jaringan yang tersedia.

Jika digunakan dalam mikrogrid, kompatibilitasnya dengan sumber pembentuk jaringan dan mekanisme pengendalian daya perlu diverifikasi.

Inverter baterai

Inverter baterai mengatur pertukaran energi antara baterai dan sisi AC. Kemampuannya dapat mencakup pengisian, pelepasan energi, dan pembentukan jaringan sesuai spesifikasi.

Inverter hybrid terintegrasi

Perangkat ini menggabungkan beberapa fungsi dalam satu unit, misalnya pengelolaan PV, baterai, dan jaringan.

Namun, istilah hybrid tidak menjelaskan seluruh kemampuan produk. Jumlah masukan, batas daya, dukungan baterai, keluaran cadangan, serta integrasi genset tetap harus dibaca dalam dokumentasi.

Untuk memahami posisi setiap perangkat dalam sistem, baca [Panduan Desain PLTS Hybrid, Komponen, dan Sistem Kontrol]

Periksa Rentang Tegangan Baterai

Tegangan merupakan pemeriksaan dasar dalam memilih pasangan inverter dan baterai.

Inverter mempunyai rentang tegangan baterai yang diizinkan. Sementara itu, tegangan baterai berubah mengikuti kondisi pengisian, arus, suhu, dan karakteristik teknologinya.

Karena itu, kesamaan angka tegangan nominal belum cukup.

Sebagai ilustrasi, baterai berlabel nominal 51,2 V perlu diperiksa terhadap:

• Tegangan operasi minimum dan maksimum.
• Batas pengisian yang ditentukan produsen.
• Batas pelepasan energi.
• Rentang tegangan yang diterima inverter.
• Pengaturan yang diperlukan saat komunikasi tersedia atau tidak tersedia.

Jika inverter tidak mendukung rentang tegangan baterai tersebut, perangkat tidak dapat dianggap kompatibel meskipun kapasitas energinya sesuai.

Bedakan sistem tegangan rendah dan tegangan tinggi

Baterai tegangan rendah dan tegangan tinggi menggunakan arsitektur berbeda.

Pada daya yang sama, tegangan lebih rendah memerlukan arus lebih besar. Kondisi ini memengaruhi pemilihan kabel, proteksi, konektor, dan distribusi arus.

Sistem tegangan tinggi dapat menggunakan susunan modul dan pengendali khusus. Jumlah modul yang diizinkan serta cara penyusunannya harus mengikuti desain produsen.

Pengguna tidak boleh mengasumsikan bahwa modul baterai dapat dirangkai seri untuk mencapai tegangan inverter tanpa persetujuan teknis perangkat.

Cocokkan Kapasitas Energi dan Kemampuan Daya

Kapasitas energi baterai biasanya dinyatakan dalam kWh. Kemampuan memasok daya dinyatakan dalam kW atau melalui batas arus.

Kedua parameter tersebut harus diperiksa secara terpisah.

Contoh energi nominal

Baterai dengan tegangan nominal 51,2 V dan kapasitas 100 Ah mempunyai energi nominal:

51,2 × 100 ÷ 1.000 = 5,12 kWh

Energi tersebut belum menunjukkan berapa daya yang dapat dikeluarkan setiap saat.

Contoh batas daya berdasarkan arus

Apabila batas arus pelepasan berkelanjutan suatu baterai adalah 100 A, pendekatan daya DC pada tegangan nominal tersebut adalah:

51,2 V × 100 A = 5.120 W

Nilai itu merupakan pendekatan pada kondisi tegangan tersebut, sebelum memperhitungkan rugi-rugi konversi dan batas lain.

Jika tegangan turun, kemampuan daya pada batas arus yang sama juga berubah. Inverter, BMS, suhu, dan konfigurasi modul dapat memberikan batas tambahan.

Karena itu, inverter 10 kW tidak otomatis dapat mengeluarkan 10 kW dari satu modul baterai yang kemampuan dayanya lebih kecil.

Hitung Kebutuhan Arus dari Beban

Pendekatan awal kebutuhan arus baterai adalah:

Arus DC ≈ daya AC ÷ (tegangan baterai × efisiensi konversi)

Sebagai ilustrasi:

• Beban AC: 5.000 W.
• Tegangan baterai pada kondisi perhitungan: 51,2 V.
• Efisiensi konversi: 92%.

Maka:

Arus DC ≈ 5.000 ÷ (51,2 × 0,92)

Arus DC ≈ 106 A

Hasil tersebut menunjukkan pentingnya memeriksa kemampuan arus baterai dan inverter.

Perhitungan akhir perlu mengevaluasi rentang tegangan operasi, daya sesaat, serta kondisi lingkungan. Kabel dan proteksi juga harus sesuai dengan arus desain.

Periksa Kemampuan Pengisian

Kompatibilitas berlaku pada proses pengisian dan pelepasan energi.

Jika inverter mampu mengisi dengan arus tinggi, tetapi baterai hanya mengizinkan arus lebih rendah, pengaturan harus mengikuti batas sistem yang paling membatasi.

Sebaliknya, baterai besar dengan kemampuan pengisian tinggi tidak akan terisi cepat jika sumber energi atau perangkat pengisian terbatas.

Periksa:

• Batas arus pengisian inverter.
• Batas arus pengisian baterai.
• Daya PV yang tersedia setelah melayani beban.
• Kemampuan pengisian dari jaringan atau genset jika digunakan.
• Pengaturan batas pengisian dalam sistem kontrol.

Untuk menghitung kebutuhan energi dan kapasitas awal perangkat, baca [Cara Menghitung Kapasitas PLTS Hybrid: Panel Surya, Baterai, dan Inverter]

Pahami Fungsi BMS dalam Sistem Baterai

Battery management system atau BMS mengawasi dan mengelola kondisi baterai sesuai desainnya.

Pada sistem yang mendukung komunikasi, informasi dari BMS dapat digunakan inverter untuk menyesuaikan pengisian dan pelepasan energi.

Informasi tersebut dapat meliputi tingkat pengisian, suhu, batas arus, serta status proteksi.

Namun, adanya BMS tidak otomatis berarti baterai dapat digunakan dengan seluruh inverter.

Konektor sama belum menjamin komunikasi sesuai

Dua perangkat dapat menggunakan konektor yang bentuknya serupa, tetapi mempunyai susunan pin atau protokol berbeda.

Karena itu, kabel komunikasi harus sesuai dengan dokumentasi perangkat. Jangan menentukan kabel hanya berdasarkan kecocokan fisik konektornya.

Jenis antarmuka bukan satu-satunya syarat

Penyebutan CAN atau RS485 belum cukup untuk membuktikan kompatibilitas. Perangkat juga harus mendukung protokol, pemetaan data, pengaturan, dan versi yang sesuai.

Periksa pula kebutuhan terminasi, alamat perangkat, serta konfigurasi modul utama dan modul tambahan.

Periksa versi firmware

Dukungan sebuah baterai dapat bergantung pada model dan versi perangkat lunak tertentu.

Dokumen kompatibilitas sebaiknya mencantumkan model secara jelas. Hindari menyamakan seluruh produk dalam satu merek tanpa pemeriksaan.

Untuk pemilihan produk nyata, verifikasi dokumentasi terbaru kepada pabrikan atau pihak teknis yang berwenang.

Evaluasi Mode Operasi dengan dan tanpa Komunikasi

Sebagian pasangan perangkat menggunakan komunikasi untuk mengatur batas operasi secara dinamis. Konfigurasi lain dapat menggunakan pengaturan berbasis tegangan apabila memang didukung.

Kedua pendekatan tersebut tidak boleh dipertukarkan tanpa evaluasi.

Jika sistem menggunakan pengaturan berbasis tegangan, parameter pengisian dan pelepasan harus mengikuti ketentuan baterai serta inverter.

Jika sistem mengharuskan komunikasi, hilangnya komunikasi perlu mempunyai respons yang jelas. Periksa apakah perangkat membatasi daya, menghentikan operasi, atau memberikan alarm.

Tujuan pemeriksaan ini adalah memastikan perilaku sistem dapat diprediksi.

Cocokkan Inverter dengan Beban

Setelah hubungan inverter dan baterai diperiksa, evaluasi kemampuan sistem melayani peralatan.

Daya berkelanjutan

Daya berkelanjutan menunjukkan kemampuan operasi dalam kondisi yang dinyatakan produsen.

Perhatikan apakah kemampuan tersebut berlaku pada suhu dan kondisi pemasangan proyek.

Daya sesaat

Peralatan tertentu memerlukan daya lebih besar saat mulai bekerja. Periksa besarnya kebutuhan, durasi, dan respons perangkat.

Rating sesaat inverter harus dibaca bersama batas baterai. Kemampuan inverter yang tinggi tidak berguna jika baterai atau BMS memutus suplai lebih dahulu.

Satu fase dan tiga fase

Konfigurasi fase harus sesuai dengan instalasi dan peralatan.

Pada sistem tiga fase, periksa kemampuan melayani ketidakseimbangan beban serta batas setiap fase. Total kapasitas tidak selalu dapat digunakan bebas pada satu fase.

Kebutuhan beban sensitif

Perangkat komunikasi, komputer, atau peralatan tertentu mempunyai kebutuhan kontinuitas yang perlu dinilai.

Periksa karakteristik perpindahan sumber dan kesesuaiannya dengan beban. Fungsi backup inverter tidak boleh langsung dianggap memenuhi semua kebutuhan kontinuitas.

Periksa Kapasitas Keluaran Cadangan

Pada sistem terhubung jaringan, kapasitas operasi normal dan kapasitas keluaran cadangan dapat berbeda.

Penawaran perlu menjelaskan:

Penjelasan ini membantu pengguna memahami kemampuan sistem dalam kondisi nyata.

Untuk membedakan kebutuhan backup, standalone, dan mikrogrid, baca [Perbedaan PLTS Standalone, On-Grid dengan Baterai, dan Hybrid PV–Diesel]

Kompatibilitas Inverter dengan Panel Surya

Pemilihan inverter juga harus memeriksa sisi PV.

Jumlah panel yang cukup secara energi belum tentu membentuk susunan string yang sesuai secara listrik.

Tegangan maksimum

Susunan seri harus berada dalam batas tegangan masukan perangkat pada kondisi desain yang relevan.

Evaluasi menggunakan data modul, termasuk karakteristik suhu.

Rentang MPPT

Tegangan operasi string perlu sesuai dengan rentang MPPT agar perangkat dapat mengelola produksi sesuai kemampuannya.

Periksa juga syarat tegangan awal operasi.

Batas arus masukan

Jumlah string paralel memengaruhi arus. Periksa batas arus operasi dan arus hubung singkat yang diizinkan perangkat.

Modul berdaya lebih tinggi tidak selalu dapat digunakan tanpa mengubah konfigurasi.

Pembagian MPPT

Panel dengan kondisi orientasi atau bayangan berbeda perlu dievaluasi pembagiannya. Gunakan rancangan yang sesuai dengan karakteristik perangkat dan lokasi.

Pemeriksaan ini mencegah pemilihan inverter yang sesuai dengan baterai, tetapi tidak cocok dengan susunan PV.

Integrasi Inverter dengan Genset

Integrasi genset memerlukan pemeriksaan fungsi secara rinci.

Masukan genset

Periksa apakah inverter menerima sumber genset, bagaimana sumber tersebut dihubungkan, dan batas operasinya.

Kapasitas serta kualitas keluaran genset harus dinilai terhadap kebutuhan sistem.

Perintah start-stop

Kemampuan memberikan sinyal start-stop tidak sama dengan kemampuan mengatur seluruh operasi genset.

Genset perlu mempunyai fasilitas kontrol yang sesuai, sedangkan logika operasinya harus ditetapkan.

Pembagian daya dan pengisian baterai

Ketika genset melayani beban sekaligus mengisi baterai, jumlah kebutuhan daya tidak boleh melampaui kemampuan yang direncanakan.

Pengaturan pengisian perlu mempertimbangkan perubahan beban dan karakteristik genset.

Operasi paralel

Operasi paralel membutuhkan kesesuaian perangkat dan pengendalian yang lebih luas. Jangan menyimpulkan kemampuan ini hanya dari keberadaan terminal genset.

Desain harus menjelaskan sinkronisasi, pembagian daya, proteksi, serta perilaku ketika salah satu sumber berhenti.

Pelajari koordinasinya dalam [Cara Kerja Sistem Kontrol PLTS Hybrid: Mengatur Panel Surya, Baterai, dan Genset]

Contoh Menilai Pasangan Inverter dan Baterai

Misalkan sebuah fasilitas memiliki kebutuhan berikut:

• Beban prioritas: 4 kW.
• Durasi cadangan: 3 jam.
• Sebagian beban memerlukan pemeriksaan daya awal.
• Sistem terhubung jaringan dan menggunakan PV.

Energi beban cadangan:

4 kW × 3 jam = 12 kWh

Dengan asumsi ilustratif fraksi energi yang dapat digunakan 80% dan efisiensi jalur pelepasan 90%:

Kebutuhan energi nominal ≈ 12 ÷ (0,8 × 0,9)

Kebutuhan energi nominal ≈ 16,67 kWh

Jika digunakan modul 5,12 kWh, empat modul memberikan energi nominal 20,48 kWh.

Namun, pemilihan belum selesai. Pemeriksaan berikut masih diperlukan:

1. Apakah inverter mendukung model dan jumlah modul tersebut?
2. Apakah konfigurasi koneksi diizinkan?
3. Apakah kemampuan arus memenuhi daya beban?
4. Apakah sistem dapat melayani kebutuhan awal peralatan?
5. Apakah keluaran backup mencukupi?
6. Apakah kapasitas tersebut tetap memenuhi target setelah mempertimbangkan penurunan kapasitas dan kondisi operasi?

Contoh ini menunjukkan bahwa pembulatan energi merupakan satu tahap dari pemilihan perangkat.

Dokumen yang Perlu Diminta Sebelum Pembelian

Dokumen membantu memastikan penawaran dapat diverifikasi.

Jika terdapat perbedaan informasi antar dokumen, minta penjelasan teknis sebelum menetapkan perangkat.

Persiapkan Ekspansi sejak Awal

Rencana penambahan beban atau baterai perlu dipertimbangkan sebelum pemasangan.

Periksa kemampuan inverter untuk ekspansi, batas jumlah modul, kebutuhan perangkat komunikasi, serta persyaratan penggabungan baterai.

Penambahan modul di kemudian hari tidak selalu sederhana. Perbedaan kondisi, generasi produk, atau persyaratan pabrikan dapat memengaruhi kelayakannya.

Ekspansi PV juga perlu memeriksa kembali batas MPPT dan konfigurasi string.

Menyediakan ruang fisik saja belum cukup. Sistem kelistrikan, proteksi, komunikasi, dan kontrol perlu mendukung rencana tersebut.

Commissioning untuk Membuktikan Kompatibilitas

Kompatibilitas tidak berhenti pada dokumen. Sistem perlu diuji setelah pemasangan.

Pemeriksaan mencakup sambungan, polaritas, konfigurasi, komunikasi, serta parameter operasi.

Selanjutnya, verifikasi pengisian dan pelepasan energi dalam batas yang direncanakan. Periksa apakah inverter membaca kondisi baterai dan merespons pembatasan dengan benar.

Untuk sistem backup, lakukan pengujian kehilangan jaringan sesuai prosedur. Pastikan beban yang ditetapkan tersuplai dan pemulihan berjalan sesuai rancangan.

Jika terdapat genset, pengujiannya mencakup fungsi yang termasuk dalam lingkup proyek, seperti start-stop, pengisian, atau pembagian daya.

Catat hasil, pengaturan akhir, dan kondisi saat pengujian.

Gunakan [Checklist Instalasi dan Commissioning PLTS Hybrid: Proteksi hingga Uji Performa] sebagai dasar menyiapkan verifikasi proyek.

Konsultasi Pemilihan Inverter dan Baterai Bersama DBSN

Pemilihan inverter dan baterai perlu menghubungkan kebutuhan beban dengan kemampuan perangkat. Tegangan, energi, arus, komunikasi, fungsi cadangan, dan integrasi sumber lain harus diperiksa dalam satu rancangan.

Sebelum meminta penawaran, siapkan lokasi proyek, daftar beban, jam operasional, kebutuhan daya puncak, sumber listrik tersedia, dan target durasi cadangan.

Jika perangkat sudah dimiliki, sertakan model lengkap, datasheet, serta informasi konfigurasi yang digunakan. Data tersebut membantu evaluasi kesesuaian dan kebutuhan penyesuaian.

Konsultasikan kebutuhan PLTS hybrid bersama PT Daya Berkah Sentosa Nusantara—DBSN Group melalui www.pjusolarcellindonesia.com. Untuk memahami keseluruhan proses perencanaan, lanjutkan membaca [panduan desain PLTS hybrid](/plts-hybrid-desain-komponen-sistem-kontrol/).